Procedimiento y dispositivo para determinar la deformación de un elemento combustible de un reactor de agua a presión.

Procedimiento para determinar la deformación de un elemento combustible (8) de un reactor de agua a presión, comprendiendo los pasos siguientes:

a) el elemento combustible

(8) se dispone en una estación de medición (6) que se encuentra en el interior de un pozo (4) inundado,

b) la estación de medición (6) comprende un dispositivo de retención (10) para el alojamiento y fijación del elemento combustible (8) y una cámara (18) desplazable al menos más o menos paralela a su eje de montaje (13),

c) con la cámara (18) en posiciones axiales diferentes 1se toman y almacenan imágenes digitales (42, 49) del elemento combustible (8) en las cuales se encuentra en cada imagen tomada (42, 49) un elemento estructural reconocible del elemento combustible (8) cuya posición en la imagen tomada (42, 49) depende de la deformación del elemento combustible (8),

d) cada imagen (42, 49) tomada es segmentada al menos seccionalmente mediante métodos del procesamiento digital de imágenes,

e) en la imagen segmentada se identifica el elemento estructural mediante la comparación con una imagen virtual (46, 50) del elemento estructural perteneciente a dicha posición de toma,

f) para al menos un elemento de referencia seleccionado del elemento estructural, cuya posición espacial depende de la deformación del elemento combustible (8), se determina, automáticamente, al menos una coordenada de imagen y se asigna a una coordenada de objeto con la ayuda de una escala de imagen conocida previamente.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10169208.

Solicitante: AREVA GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: PAUL-GOSSEN-STRASSE 100 91052 ERLANGEN ALEMANIA.

Inventor/es: HUMMEL, WOLFGANG, FELLER,TIMO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR > REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores... > Vigilancia; Ensayos > G21C17/06 (Dispositivos o disposiciones para la vigilancia o el ensayo del combustible o de los elementos combustibles fuera del núcleo del reactor, p. ej. para la destrucción (burnup), para la contaminación (G21C 17/08, G21C 17/10 tienen prioridad; detección de fugas en elementos combustibles durante el funcionamiento del reactor G21C 17/04))

PDF original: ES-2530803_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para determinar la deformación de un elemento combustible de un reactor de agua a presión.

La invención se refiere a un procedimiento y dispositivo para determinar la deformación de un elemento combustible de un reactor de agua a presión.

Los elementos combustibles de un reactor de agua a presión pueden experimentar en el transcurso de su funcionamiento, dependiendo de su posición en el núcleo, una combadura consistente en una deformación que en el caso más desfavorable podría conducir a un aforamiento de las barras de control o a problemas en el cambio de los elementos combustibles. Por lo tanto, en la inspección de elementos combustibles es necesario determinar cuantitativamente la deformación de tal elemento combustible, para poder decidir sobre su aplicabilidad futura o aplicar el mismo, como se ha propuesto, por ejemplo, en el documento WO 02/095765 A2, en el borde del núcleo orientado de manera que el máximo de la combadura se encuentre en el lado exterior del núcleo para, de esta manera, reducir una combadura existente.

Un procedimiento para determinar la combadura de un elemento combustible se conoce, por ejemplo, por el documento JP 10282286 A. En este procedimiento se registra el curso de la curvatura de una barra combustible entre un elemento estructural superior y un elemento estructural inferior mediante una videocámara desplazable paralela al elemento combustible. Por el documento JP 02176506 A se conoce un dispositivo con el cual se registran las dimensiones de un elemento combustible con ayuda de una cámara, usando adicionalmente un dispositivo de medición de distancia con el cual se mide la distancia entre la cámara y el elemento combustible para corregir el tamaño variable de la imagen producida como consecuencia de una combadura. Además, por el documento JP H09251091 A se conoce un procedimiento basado en imágenes para la determinación de la deformación de un elemento combustible de un reactor de agua a presión.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de indicar un procedimiento para la determinación de la deformación de un elemento combustible de un reactor de agua a presión que sea fácil de realizar y consuma poco tiempo. Además, la invención tiene el objetivo de indicar un dispositivo que trabaja según dicho procedimiento.

Respecto del procedimiento, el objetivo nombrado se consigue según la invención con un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Este procedimiento incluye los pasos siguientes:

a) El elemento combustible se dispone en una estación de medición que se encuentra en el Interior de un pozo inundado.

b) la estación de medición comprende un dispositivo de retención para el alojamiento y fijación del elemento combustible y una cámara desplazable al menos más o menos paralela a su eje de montaje,

c) con la cámara en posiciones axiales diferentes se toman y almacenan Imágenes digitales del elemento combustible en las cuales se encuentra en cada Imagen tomada un elemento estructural reconocible del elemento combustible cuya posición en la imagen tomada depende de la deformación del elemento combustible,

d) cada imagen tomada es segmentada al menos seccionalmente mediante métodos del procesamiento digital de Imágenes,

e) en la Imagen segmentada se identifica el elemento estructural mediante la comparación con una imagen virtual del elemento estructural perteneciente a dicha posición de toma,

f) para al menos un elemento de referencia seleccionado del elemento estructural, cuya posición espacial depende de la combadura del elemento combustible, se determina, automáticamente, al menos una coordenada de imagen y se asigna a una coordenada de objeto con la ayuda de una escala de imagen conocida previamente.

Mediante el registro fotogramétrlco automatizado de este tipo realizado de las coordenadas de objeto de un elemento de referencia, cuya localización espacial (coordenadas de objeto) depende de una deformación del elemento combustible y posibilita su determinación cuantitativa, por ejemplo un punto o una línea vertical del mismo o bien su distancia al borde lateral o esquina del elemento combustible, se reduce, significativamente, el tiempo invertido para la determinación de la deformación.

En este caso, un elemento estructural en el sentido de la presente invención puede ser, por ejemplo, el contorno de una parte estructural del elemento combustible, por ejemplo el contorno exterior de una barra combustible, el contorno de un dlstanclador, de la parte de pie o parte de cabeza del elemento combustible, o el contorno de un taladro, una ranura o una aleta deflectora en un distanclador de este tipo.

En este caso, la Invención se basa en la reflexión de que en muchos casos en una detección directa realizada mediante métodos de procesamiento digital de imágenes del borde exterior lateral del dlstanclador extendido en sentido longitudinal, la posición real de dicho borde exterior (esquina) sólo puede ser determinado de manera Imprecisa. El motivo de ello son, por un lado, las condiciones de iluminación desfavorables que, en particular, dificultan la detección del borde lateral o de la esquina de un borde marginal del dlstanclador. Por otra parte, una

segmentación unívoca del borde se dificulta también por que el elemento combustible puede estar doblado no solamente en una dirección sino, además, torcido de manera que en la imagen tomada se representan dos bordes o esquinas situados muy próximos que, debido a las condiciones de iluminación desfavorables ya no pueden ser distinguidos con seguridad uno del otro.

Como según la presente invención se segmenta en la imagen, con ayuda de su imagen virtual, un elemento estructural unívocamente identificable, ya que existe un elemento de referencia seleccionado que puede ser localizado con seguridad, y cuya posición espacial depende de la combadura del elemento combustible, se puede recurrir a estructuras en la imagen real que también con malas condiciones de iluminación pueden ser detectadas automáticamente con seguridad.

Preferentemente, en cada imagen tomada el elemento estructural segmentado es puesto en coincidencia con una imagen virtual de dicho elemento estructural - la estructura de referencia -, y para determinar las coordenadas del objeto se recurre a la imagen virtual del elemento de referencia como el al menos un elemento de referencia seleccionado. Con otras palabras: La medición de la posición del elemento de referencia se produce no directamente con la imagen tomada del elemento estructural, sino mediante la estructura de referencia virtual, cuya posición en la imagen es determinada mediante la ayuda del elemento estructural segmentado. De esta manera se perfecciona la precisión de la medición.

En el caso en que al menos una mayoría de los diferentes elementos estructurales tomados en la imagen en diferentes posiciones axiales sean constructivamente iguales y los elementos de referencia seleccionados se corresponden entre sí, la medición es simplificada adicionalmente y acelerada correspondientemente.

Cuando la escala de imagen es determinada con la ayuda de dimensiones conocidas de estructuras del elemento combustible reproducidas en la imagen, se eliminan ampliamente los errores que se producen debido a las tolerancias de la posición de la cámara o de la posición del elemento combustible en el dispositivo de retención.

Respecto del dispositivo, el objetivo nombrado se consigue mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 5, cuyas ventajas se corresponden con el sentido de las ventajas indicadas en cada caso en las reivindicaciones del procesamiento.

Para una mayor explicación de la invención se remitir al ejemplo de realización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para determinar la deformación de un elemento combustible (8) de un reactor de agua a presión, comprendiendo los pasos siguientes:

a) el elemento combustible (8) se dispone en una estación de medición (6) que se encuentra en el interior de un pozo (4) Inundado,

b) la estación de medición (6) comprende un dispositivo de retención (10) para el alojamiento y fijación del elemento combustible (8) y una cámara (18) desplazable al menos más o menos paralela a su eje de montaje (13),

c) con la cámara (18) en posiciones axiales diferentes se toman y almacenan Imágenes digitales (42, 49) del elemento combustible (8) en las cuales se encuentra en cada Imagen tomada (42, 49) un elemento estructural reconocible del elemento combustible (8) cuya posición en la Imagen tomada (42, 49) depende de la deformación del elemento combustible (8),

d) cada Imagen (42, 49) tomada es segmentada al menos secclonalmente mediante métodos del procesamiento digital de Imágenes,

e) en la Imagen segmentada se identifica el elemento estructural mediante la comparación con una imagen virtual (46, 50) del elemento estructural perteneciente a dicha posición de toma,

f) para al menos un elemento de referencia seleccionado del elemento estructural, cuya posición espacial depende de la deformación del elemento combustible (8), se determina, automáticamente, al menos una coordenada de imagen y se asigna a una coordenada de objeto con la ayuda de una escala de Imagen conocida previamente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual en cada Imagen (42, 49) tomada, el elemento estructural segmentado es puesto en coincidencia con una imagen virtual (46, 50) de dicho elemento estructural, y el al menos un elemento de referencia seleccionado mediante una estructura de referencia virtual, cuya posición en la imagen es determinada con ayuda del elemento estructural segmentado, se usa para la determinación de las coordenadas de objeto.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 en el cual al menos una mayoría de los diferentes elementos estructurales en la imagen tomada en diferentes posiciones axiales sean constructivamente iguales y los elementos de referencia seleccionados se corresponden entre sí.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el cual la escala de imagen es determinada con ayuda de mediciones conocidas de estructuras del elemento combustible (8) reproducidas en la Imagen.

5. Dispositivo para determinar la deformación de un elemento combustible (8) de un reactor de agua a presión, con:

a) una estación de medición (6) ¡ncorporable al Interior de un pozo (4) inundado, con un dispositivo de retención (10) para el alojamiento y fijación del elemento combustible (8),

b) un carril (14), dispuesto al lado del dispositivo de retención (10) al menos aproximadamente paralelo a su eje de montaje (13), sobre el cual se encuentra encarrilado desplazable un carro (16) que porta una cámara (18) para la toma de imágenes digitales (42, 49) del elemento combustible (8), y

c) un monitor (32) para la reproducción de Imágenes reales (42, 49); caracterizado porque

d) una unidad de control y evaluación (30) con un software implementado en la misma para la realización de un procedimiento según una de las reivindicación 1 a 4.